煙草企業(yè)卷接設(shè)備參數(shù)化管理的系統(tǒng)研究與應(yīng)用

汪至冬

（安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司蚌埠卷煙廠，安徽蚌埠 233010）

1 實(shí)施背景及意義

隨著新版《卷煙工藝規(guī)范》的宣貫，各卷煙廠逐漸將自身指標(biāo)與先進(jìn)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中的短板。其中提到要深化過程控制，做到3 個(gè)轉(zhuǎn)變：控制指標(biāo)向控制參數(shù)轉(zhuǎn)變、結(jié)果控制向過程控制轉(zhuǎn)變、人工控制經(jīng)驗(yàn)決策向自動(dòng)控制科學(xué)決策轉(zhuǎn)變，提高過程質(zhì)量的穩(wěn)定性、均勻性、協(xié)調(diào)性和一致性。

2 開展情況

2.1 卷接設(shè)備主要檢測(cè)裝置剔除的準(zhǔn)確性

卷接設(shè)備生產(chǎn)速度快，煙支缺陷主要靠檢測(cè)裝置檢出并剔除，故卷接機(jī)檢測(cè)裝置的參數(shù)設(shè)置是保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。以產(chǎn)品質(zhì)量控制為基礎(chǔ)，識(shí)別出卷接設(shè)備重要的剔除參數(shù)。下面以重量剔除系統(tǒng)及空頭漏氣剔除系統(tǒng)為例，展開論述。

2.1.1 目標(biāo)重量標(biāo)準(zhǔn)的確定

（1）廢品高限與廢品低限是將煙絲束超過范圍的煙支進(jìn)行剔除，而檢測(cè)基準(zhǔn)是卷接機(jī)設(shè)定的目標(biāo)重量。因此項(xiàng)目組第一步對(duì)在制品的目標(biāo)重量進(jìn)行了研究，以滿足成品煙支重量控制范圍為標(biāo)準(zhǔn)。將車間在制牌名標(biāo)準(zhǔn)重量進(jìn)行歸類，每個(gè)牌名隨機(jī)取樣100 支，對(duì)煙柱段進(jìn)行稱重，測(cè)試每個(gè)牌名的煙柱段平均重量。

（2）為了方便參數(shù)控制，項(xiàng)目組根據(jù)煙柱平均重量和標(biāo)準(zhǔn)重量設(shè)置了各牌名的目標(biāo)重量。并利用取樣功能，對(duì)目標(biāo)重量進(jìn)行驗(yàn)證，確保目標(biāo)重量能夠滿足重量控制的要求（表1）。

表1 目標(biāo)重量設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

2.1.2 檢測(cè)剔除裝置有效性驗(yàn)證

對(duì)過輕、過重、空頭、漏氣檢測(cè)的剔除有效性進(jìn)行驗(yàn)證，在關(guān)閉其他檢測(cè)的情況下，對(duì)某一單項(xiàng)檢測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證這4 項(xiàng)檢測(cè)是否能對(duì)缺陷煙支進(jìn)行剔除，系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確等。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)空頭、漏氣檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置范圍，是否能達(dá)到質(zhì)量控制的要求。

（1）過輕、過重剔除準(zhǔn)確性驗(yàn)證及參數(shù)選定。過輕過重剔除準(zhǔn)確性驗(yàn)證，首先固定其中一個(gè)的參數(shù)值，再逐步降低另一個(gè)參數(shù)設(shè)置值，在正常運(yùn)行速度下，通過觀察剔除煙支是否符合設(shè)置值，并計(jì)算剔除準(zhǔn)確率。同時(shí)在卷煙機(jī)過道上取煙支測(cè)試重量標(biāo)偏，測(cè)試標(biāo)偏合格率。匯總統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 過輕、過重剔除范圍實(shí)驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)

從剔除準(zhǔn)確性上來看，設(shè)置（±50～±80）mg，剔除準(zhǔn)確性能達(dá)到90%以上，在設(shè)置到±40 mg 時(shí)，剔除準(zhǔn)確性反而下降，是由于剔除的數(shù)量增加，剔除閥無法準(zhǔn)確快速反應(yīng)，導(dǎo)致準(zhǔn)確性下降。

從重量標(biāo)偏合格率上看，設(shè)置（±40～±70）mg，重量標(biāo)偏的合格率可以達(dá)到80%以上，滿足考核標(biāo)準(zhǔn)。

從剔除支數(shù)上看，剔除參數(shù)過嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致剔除支數(shù)成倍的增加，導(dǎo)致煙支消耗的增加。

綜上所述，廢品重量剔除上下限在（50～70）mg 范圍內(nèi)，剔除合格率、重量標(biāo)偏合格率和剔除支數(shù)均能滿足生產(chǎn)的需要。

（2）空頭剔除準(zhǔn)確性驗(yàn)證及參數(shù)選定。針對(duì)空頭檢測(cè)驗(yàn)證，由于空頭煙支量本身較少，項(xiàng)目組通過降低針輥轉(zhuǎn)速、降低吸絲負(fù)壓等手段，人為制造較多量的空頭煙支，觀測(cè)剔除情況。首先要確定剔除的煙支確定為空頭煙支通過驗(yàn)證過道內(nèi)的煙支有無空頭煙，來逐步確定空頭檢測(cè)剔除參數(shù)。

項(xiàng)目組在對(duì)17 臺(tái)卷接設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證及參數(shù)范圍實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)空頭檢測(cè)單元由于系統(tǒng)曾做過升級(jí)改造，有2 種不同的設(shè)置系統(tǒng)，參數(shù)設(shè)置較為混亂。以黃山（新一品）為例，1 組五部設(shè)備，空頭參數(shù)設(shè)置差異（表3）。

表3 空頭剔除參數(shù)統(tǒng)計(jì)

為了方便現(xiàn)場(chǎng)管理，項(xiàng)目組通過對(duì)A8 板上空頭電位器進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到絕對(duì)門坎設(shè)定值的相對(duì)統(tǒng)一，然后重新實(shí)驗(yàn)確定門坎數(shù)值能夠滿足剔除要求。

（3）漏氣剔除準(zhǔn)確性驗(yàn)證及參數(shù)選定。針對(duì)漏氣檢測(cè)驗(yàn)證，項(xiàng)目組利用2.5 mm 鉆頭對(duì)盤紙進(jìn)行打孔處理，人為制造漏氣煙支。對(duì)過道煙支中漏剔煙支和實(shí)際剔除的漏氣煙支進(jìn)行檢查，確定滿足剔除率超過80%要求的參數(shù)設(shè)置。

為了防止在驗(yàn)證過程中，缺陷煙支與正常產(chǎn)品混淆，造成質(zhì)量缺陷，項(xiàng)目組在驗(yàn)證時(shí)利用其他牌名的接裝紙進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)實(shí)驗(yàn)期間的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行防控。由于每部機(jī)臺(tái)的漏氣差值平均值不同，導(dǎo)致每部機(jī)臺(tái)的漏氣絕對(duì)門坎設(shè)置值不同，不利于現(xiàn)場(chǎng)管理。

為了方便現(xiàn)場(chǎng)管理，項(xiàng)目組通過對(duì)A8 板上漏氣電位器進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到絕對(duì)門坎設(shè)定值的相對(duì)統(tǒng)一，然后重新實(shí)驗(yàn)確定門坎數(shù)值能夠滿足剔除要求。

2.2 卷接設(shè)備缺陷產(chǎn)品剔除率不同狀態(tài)的管理

（1）在確定了卷接設(shè)備相關(guān)參數(shù)的剔除范圍之后，項(xiàng)目組對(duì)缺陷產(chǎn)品剔除率，尤其是空頭、漏氣缺陷的剔除情況進(jìn)行調(diào)研。通過收集PROTOS70 設(shè)備在生產(chǎn)非打孔產(chǎn)品時(shí)的剔除情況和PROTOS1-8 設(shè)備在生產(chǎn)打孔產(chǎn)品時(shí)的剔除情況，作為剔除率的參考范圍（表4）。

表4 剔除率參考范圍

（2）項(xiàng)目組通過跟蹤一個(gè)月內(nèi)車間換牌時(shí)，參數(shù)更改情況，和班內(nèi)剔除率數(shù)據(jù)顯示，發(fā)現(xiàn)過程中影響剔除的情況較多，多數(shù)機(jī)臺(tái)在過輕、過重的控制上機(jī)司的主觀性較大，且受來料、風(fēng)壓的影響較大。同時(shí)對(duì)消費(fèi)者的影響程度相對(duì)較小，故將過輕、過重的剔除范圍適當(dāng)放寬；而空頭、漏氣對(duì)消費(fèi)者影響較大，故未對(duì)該范圍進(jìn)行調(diào)整。

（3）根據(jù)機(jī)臺(tái)可觀測(cè)的顯示數(shù)據(jù)，修正了相關(guān)剔除范圍。將過輕、過重、漏氣、空頭的剔除支數(shù)，根據(jù)不同的產(chǎn)量進(jìn)行劃分。

3 項(xiàng)目開展采用的工具

（1）項(xiàng)目通過參數(shù)估計(jì)法以確定剔除范圍。參數(shù)估計(jì)（Parameter Estimation）是根據(jù)從總體中抽取的樣本估計(jì)總體分布中包含的未知參數(shù)的方法。其中區(qū)間估計(jì)是通過從總體中抽取的樣本，根據(jù)一定的正確度與精確度的要求，構(gòu)造出適當(dāng)?shù)膮^(qū)間，以作為總體的分布參數(shù)（或參數(shù)的函數(shù)）的真值所在范圍的估計(jì)。

（2）選擇PROTOS70 設(shè)備在生產(chǎn)非打孔產(chǎn)品時(shí)的剔除率數(shù)據(jù)，選擇PROTOS1-8 設(shè)備在生產(chǎn)預(yù)打孔產(chǎn)品時(shí)的剔除率數(shù)據(jù)，利用MINITAB 中的平均值區(qū)間估計(jì)，作為剔除率的參考范圍（圖1）。

圖1 區(qū)間估計(jì)

4 取得效果

（1）操作工在更換牌名時(shí)，及時(shí)調(diào)整目標(biāo)重量，確保成品煙支重量。過程重量標(biāo)偏達(dá)標(biāo)率上升（圖2）。

（2）建立卷接機(jī)質(zhì)量剔除三級(jí)管控模式（圖3）。

圖2 過程重量標(biāo)偏達(dá)標(biāo)率變化趨勢(shì)

圖3 三級(jí)管控模式